2 次元射影データ取得用高速フレームレートセンサ プロファイルセンサは 射影データの取得に特化した高性能 CMOSエリアセンサです X 方向 Y 方向の射影プロファイルはデータ量が小さいため 通常のエリアセンサに比べスポット光の高速な位置検出 動体検出が可能です また 従来からのスポット光検出には2 次元 PSDが一般的に使用されていますが これと比較して 出力リニアリティ向上 マルチスポット光の検出が可能 外部駆動回路の簡便化といった多くのメリットがあります センサチップ内にタイミング発生回路 バイアス電圧発生回路 10ビットA/D 変換器を内蔵しているため 非常に簡単な外部駆動回路と外部信号処理回路で動作させることが可能です 特長 用途 2 次元射影データ取得用センサ高速フレームレート : 3200フレーム / 秒 max. (8ビット) : 1600フレーム / 秒 max. (10ビット) 低消費電力デジタルビデオ出力 10 ビット /8 ビットADC 切り替え機能 スポット光位置検出 ( プリンタ FA 検査装置 アミューズメント ) 動体検出 (FA 検査装置 アミューズメント ) 3 次元計測 (FA 検査装置 医用計測 ) 動作概念図 Y DO (Y) X DO (X) KMPDC0168JA 構成 項目 仕様 単位 画素数 256 256 - 画素ピッチ 7.8 μm 受光面サイズ 1.9968 1.9968 mm パッケージ セラミック - 窓材 硼珪酸ガラス (D263Teco) - 1
絶対最大定格 項目 記号 条件 定格値 単位 アナログ電源電圧 dd(a) Ta=25 C -0.3 ~ +6 デジタル電源電圧 dd(d) Ta=25 C -0.3 ~ +6 ゲイン選択端子電圧 g Ta=25 C -0.3 ~ +6 ADモード選択電圧 sel Ta=25 C -0.3 ~ +6 クロックパルス電圧 () Ta=25 C -0.3 ~ +6 スタートパルス電圧 () Ta=25 C -0.3 ~ +6 動作温度 * 1 Topr -5 ~ +65 C 保存温度 * 1 Tg -10 ~ +85 C リフローはんだ付け条件 * 2 Tsol ピーク温度 240 C, 2 回 (P.9 参照 ) - 注 ) 絶対最大定格を一瞬でも超えると 製品の品質を損なう恐れがあります 必ず絶対最大定格の範囲内で使用してください *1: 結露なきこと *2: JEDEC level 5 推奨端子電圧 (Ta=25 C) 項目 記号 Min. Typ. Max. 単位 アナログ電源電圧 dd(a) 4.75 5 5.25 デジタル電源電圧 * 3 dd(d) 3 5 dd(a) ゲイン選択端子電圧 Highゲイン 0-0.4 g Low ゲイン dd(a) - 0.25 dd(a) dd(a) + 0.25 AD モード選択電圧 10 ビットモード dd(a) - 0.25 dd(a) dd(a) + 0.25 sel 8 ビットモード 0-0.4 クロックパルス電圧 High レベル dd(d) - 0.25 dd(d) dd(d) + 0.25 () Low レベル 0-0.4 スタートパルス電圧 High レベル dd(d) - 0.25 dd(d) dd(d) + 0.25 () Low レベル 0-0.4 *3: 後段のデジタル処理回路が 3.3 系の場合は dd(a)=5, dd(d)=3.3 で動作させると デジタル出力信号のハイレベルは 3.3 となります 電気的特性 (Ta=25 C) 項目記号 Min. Typ. Max. 単位 クロックパルス周波数 * 4 10 ビットモード f() 500-5 M 8 ビットモード 500-10 M Hz ビデオデータレート R - f()/12 - Hz デジタル出力電圧 High レベル DO(H) dd(d) - 0.15 - - Low レベル DO(L) - - 0.15 デジタル出力上昇時間 CL=10 pf - - 30 (10~90%)* 5 tr CL=30 pf - - 60 ns デジタル出力下降時間 CL=10 pf - - 30 (10~90%)* 5 tf CL=30 pf - - 60 ns 消費電力 * 6 P - 75 - mw *4: dd(a)=dd(d)=5, ()=()=5, g=5 (Lowゲイン) *5: CL: デジタル出力端子負荷容量 *6: dd(a)=dd(d)=5, ()=()=()=5, f()=5 MHz, f()=1.5 khz 2
電気的および光学的特性 [Ta=25 C, dd(a)=dd(d)=5, ()=()=5 ] 項目 記号 Min. Typ. Max. 単位 感度波長範囲 λ 380 ~ 1000 nm 最大感度波長 λp - 650 - nm 受光感度 * 7 Highゲイン - 40 - RES Lowゲイン - 8 - /nj 暗電流 Id - 0.2 0.6 pa 飽和電荷量 Qsat - 8 - pc チャージアンプ帰還 Highゲイン - 0.2 - 容量 * 8 Cf Lowゲイン - 1 - pf 暗出力電圧 * 9 Highゲイン - 100 300 d Lowゲイン - 20 60 m 飽和出力電圧 Highゲイン 3 3.5 - sat Lowゲイン 2.5 3 - 感度不均一性 * 10 PRNU - - ±10 % *7: g=5 (Lowゲイン), g=0 (Highゲイン) *8: λ=780 nm *9: 蓄積時間 =100 ms *10: 感度不均一性は 飽和の50% の露光量の均一光を受光部全体に入射した場合の出力不均一性で 両端の画素を除いた254 画素で次 のように定義します PRNU=ΔX/X 100 (%) X: 全画素の出力の平均 ΔX: 最大または最小出力とXとの差 分光感度特性 ( 代表例 ) 100 (Ta=25 C) 80 (%) 60 40 20 0 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 (nm) KMPDB0231JB A/D コンバータ特性 (Ta=25 C) 項目 記号 定格値 単位 デジタル出力形式 - シリアル出力 - 分解能 * 11 10 ビットモード 10 RESO 8 ビットモード 8 bit 変換時間 tcon 12/f() s/ch フレーム読み出し時間 FR 3100/f() s/f 変換電圧範囲 * 12-0 ~ 3.8 *11: sel=5 (10 ビットモード ), sel=0 (8 ビットモード ) *12: デジタル出力は MSB からシリアル出力されます 10ビットモード : D9 ~ D0 8ビットモード : D7 ~ D0 3
タイミングチャート tr() tf() 1/f() tf() tr() tpw() DO Trig KMPDC0177EB 項目 記号 Min. Typ. Max. 単位 スタートパルス周期 T() 3101/f() - - s クロックパルスデューティ比 - 45 50 55 % クロックパルス上昇 / 下降時間 tr(), tf() 0 20 30 ns スタートパルス幅 tpw() 90 - - ns スタートパルス上昇 / 下降時間 tr(), tr() 0 20 30 ns 注 ) X 方向 Y 方向は独立して動作させることができます スタートパルスがLowになった直後のクロックパルスの立ち下がりのタイミングで内部タイミング回路は動作を開始します スタートパルスがLowの期間に何度クロックパルスが立ち下がってもかまいません 蓄積時間はスタートパルス間隔で決まりますが 各画素の電荷蓄積はその画素の信号が読み出されてから 次に信号が読み出され るまでの間に行われるため 蓄積時間の開始時刻は各画素ごとに異なります 上記のタイミングチャートは5 MHz 動作時の場合で 10 MHz 動作時にはDO Trig EOCが半クロック程度まで遅延することがあ ります 4
8 ビットモード スタート画素付近 0 12345 DO Trig EOC EOS 0 D7 - (1 ch) - D0 D7 - (2 ch) - D0 D7 - (3 ch) - D0 27.5 34.5 39.5 46.5 51.5 58.5 26 37 38 49 50 61 62 最終画素付近 DO Trig EOC EOS D7 - (253 ch) - D0 D7 - (254 ch) - D0 D7 - (255 ch) - D0 D7 - (256 ch) - D0 3051.5 3058.5 3063.5 3070.5 3075.5 3082.5 3087.5 3094.5 3050 3061 3062 3073 3074 3085 3086 3097 3099 KMPDC0173EA 10 ビットモード スタート画素付近 0 12345 DO Trig EOC EOS 0 D9 - (1 ch) - D0 D9 - (2 ch) - D0 D9 - (3 ch) - D0 27.5 36.5 39.5 48.5 51.5 60.5 26 37 38 49 50 61 62 最終画素付近 DO Trig EOC EOS D9 - (253 ch) - D0 D9 - (254 ch) - D0 D9 - (255 ch) - D0 D9 - (256 ch) - D0 3051.5 3060.5 3063.5 3072.5 3075.5 3084.5 3087.5 3096.5 3050 3061 3062 3073 3074 3085 3086 3097 3099 KMPDC0174EA 5
ブロック図 g(y) X- Y- (Y) CDS A/D DO(Y) sel(y) Trig(Y) (Y) (Y) g(x) (X) CDS A/D DO(X) sel(x) Trig(X) (X) (X) EOS(X) EOC(X) dd(a) dd(d) ss(a) ss(d) KMPDC0175JA 接続例 C8225-01 ( ) : ( ) 74HC541 : ( ) 74HC540 g(y) 05 g(x) 05 sel(x) 50 sel(y) 50 (X) (Y) (X) (Y) ss(a) dd(a) dd(d) ss(d) Trig(X) Trig(Y) DO(X) dd(d) DO(Y) dd(d) EOS(X) EOC(X) 74HC164 A, B clr 74HC164 A, B clr 74HC164 A, B clr 74HC164 A, B clr I/O D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 KMPDC0176JC 6
外形寸法図 ( 単位 : mm) 7.60 ± 0.2 7.20 ± 0.1 2.00 1.00 ± 0.15 15 16 20 1 11 10 6 5 (Y) (X) 1.40 ± 0.14 0.55 ± 0.05 1.10 ± 0.2* 1 0.85 ± 0.2* 2 4.06 ± 0.13 1.016 ± 0.08 1.77 1.48 1 5 20 6 16 10 15 11 0.508 ± 0.08 1.016 *1: *2: KMPDA0174JC ピン No. 記号 I/O 説明 1 sel(x) I AD モード選択電圧 2 g(x) I ゲイン選択電圧 3 (X) I スタートパルス 4 (X) I クロックパルス 5 EOS(X) O スキャン終了パルス 6 (Y) I クロックパルス 7 (Y) I スタートパルス 8 dd(a) I アナログ電源電圧 9 g(y) I ゲイン選択電圧 10 sel(y) I AD モード選択電圧 11 ss(a) I アナロググランド 12 ss(d) I デジタルグランド 13 Trig(Y) O トリガパルス 14 DO(Y) O デジタル出力 15 dd(d) I デジタル電源電圧 16 NC 無接続 17 DO(X) O デジタル出力 18 Trig(X) O トリガパルス 19 EOC(X) O 変換終了パルス 20 ss(a) I アナロググランド 7
ピッチ変換基板付プロファイルセンサ -01 出力端子を 2.54 mm ピッチに変換するために を基板上に実装した製品です 外形寸法図 ( 単位 : mm) 1.7 30.0 (4 ) 2.5 2.7 max. 20.0 Y 0.85 1.10 2.0 15.0 X 20.0 7.6 0.55 1.40 22.86 2.0 7.6 30.0 45.0 (32 ) 0.8 2 20 2.54 1 19 P2.54 9 = 22.86 KMPDA0180JC ピン No. 記号 I/O 説明 1 sel(x) I AD モード選択電圧 2 g(x) I ゲイン選択電圧 3 (X) I スタートパルス 4 (X) I クロックパルス 5 EOS(X) O スキャン終了パルス 6 (Y) I クロックパルス 7 (Y) I スタートパルス 8 dd(a) I アナログ電源電圧 9 g(y) I ゲイン選択電圧 10 sel(y) I AD モード選択電圧 11 ss(a) I アナロググランド 12 ss(d) I デジタルグランド 13 Trig(Y) O トリガパルス 14 DO(Y) O デジタル出力 15 dd(d) I デジタル電源電圧 16 NC 無接続 17 DO(X) O デジタル出力 18 Trig(X) O トリガパルス 19 EOC(X) O 変換終了パルス 20 ss(a) I アナロググランド 8
使用上の注意 (1) 静電気対策本製品は静電気に対する保護回路を内蔵していますが 静電気による破壊を未然に防ぐために 作業者 作業台 作業工具の接地などの静電気対策を実施してください また 周辺機器からのサージ電圧を防ぐようにしてください (2) 入射窓入射窓ガラスの表面にゴミや汚れが付着すると画像に黒キズとして現れます ゴミや汚れを拭き取る場合 乾いた布や綿棒などでこすると静電気発生の原因となります アルコール類を少量含ませた柔らかい布 紙 綿棒などでゴミや汚れを拭き取り シミが残らないように圧搾気体を吹き付けてください (3) はんだ付けはんだ付けによる損傷を避けるため はんだ温度 はんだ付け時間に十分注意してください はんだ付け作業は はんだ温度 260 C 以下 5 秒以内で行ってください (4) リフローはんだ付け基板の大きさ リフロー炉などによってはんだ付け条件が異なります あらかじめ条件を確認後 はんだ付けを行ってください 急激な昇温 冷却はトラブルの原因となりますので 4 C/ 秒未満の条件にしてください なお リフローはんだ付け後にセラミックベースとガラスの接着部分に変色がみられる場合がありますが 製品の気密性には影響ありません (5) 紫外線照射本製品は紫外線照射による特性劣化を抑えるように設計されていないため 紫外線は照射しないようにしてください リフローはんだ付けの推奨温度プロファイル ( 代表例 ) 300 240 C max. 250 200 ( C) 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 300 (s) KAPDB0169JA 9
関連情報 www.hamamatsu.com/sp/ssd/doc_ja.html 注意事項 注意事項とお願い イメージセンサ / 使用上の注意 表面実装型製品 / 使用上の注意 技術情報 イメージセンサ / 用語の説明 本資料の記載内容は 平成 26 年 1 月現在のものです Cat. No. KMPD1075J13 Jan. 2014 DN 10